การสะท้อนของคลื่นเป็นปรากฏการณ์ที่สำคัญประการหนึ่งของคลื่น ถือได้ว่าเป็นสมบัติของคลื่นอย่างหนึ่ง จะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปพบสิ่งกีดขวาง หรือเปลี่ยนตัวกลางในการเคลื่อนที่ โดยคลื่นที่เคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวางเรียกว่า คลื่นตกกระทบ และคลื่นที่สะท้อนออกมาเรียกว่า คลื่นสะท้อน ในการสะท้อนแต่ละครั้งพบว่ามุมที่หน้าคลื่นตกกระทบกระทำกับสิ่งกีดขวางจะเท่ากับมุมที่หน้าคลื่นสะท้อนกระทำกับสิ่งกีดขวางเสมอ นั่นคือการสะท้อนของคลื่นจะเป็นไปตามกฎการสะท้อนที่ว่า “เมื่อคลื่นเกิดการสะท้อนจะได้มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อนเสมอ”
การสะท้อนมีกฏสองข้อคือ
1.มุมตกกระทบ = มุมสะท้อน
2.เส้นแนวฉาก แนวคลื่น เส้นรอยต่อ อยู่บนระนาบเดียวกัน
เมื่อคลื่นผิวน้ำเคลื่อนที่ไป จะทำให้โมเลกุลของน้ำเกิดการสั่นขึ้นสั่นลง และเมื่อคลื่นผิวน้ำไปกระทบสิ่งกีดขวางหรือผิวสะท้อน จะเปลี่ยนทิศทางกลับสู่ตัวกลางเดิม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "การสะท้อน"(reflection) คลื่นที่เคลื่อนที่ไปกระทบสิ่งกีดขวางเรียกว่า "คลื่นตกกระทบ" (incident wave) ส่วนคลื่นที่สะท้อนออกมาเรียกว่า "คลื่นสะท้อน" ( reflected wave) จากการทดลองการสะท้อนของคลื่นผิวน้ำเส้นตรง พบว่าในการสะท้อนแต่ละครั้ง มุมที่หน้าคลื่นตกกระทบทำกับผิวสะท้อน จะเท่ากับมุมที่หน้าคลื่นสะท้อนทำกับผิวสะท้อนเสมอ และคลื่นสะท้อนได้โดยมีทิศตั้งฉากกับหน้าคลื่นตกกระทบและหน้าคลื่นสะท้อนตามลำดับ และที่ตำแหน่งคลื่นตกกระทบและคลื่นสะท้อน ลากเส้นตั้งฉากกับผิวสะท้อน ซึ่งเรียกว่า "เส้นแนวฉาก" (normal line) ทำให้ได้มุมตกกระทบและมุมสะท้อน
ทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นตกกระทบ(รังสีตกกระทบ) คือแนวที่คลื่นวิ่งเข้าชนตัวสะท้อนก่อนสะท้อน
ทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นสะท้อน(รังสีสะท้อน) คือ แนวที่คลื่นวิ่งออกจากตัวสะท้อนหลังสะท้อน
เส้นแนวฉาก คือ เส้นที่ลากตั้งฉากกับตัวสะท้อน ณ ตำแหน่งที่คลื่นตกกระทบ
มุมตกกระทบอาจวัดได้จากมุมที่หน้าคลื่นตกกระทบกับแนวตัวสะท้อน หรือมุมที่รังสีตกกระทบทำกับเส้นแนวฉาก
มุมสะท้อนอาจวัดได้จากมุมที่หน้าคลื่นสะท้อนทำกับแนวตัวสะท้อน หรือมุมที่รังสีสะท้อนกับกับเส้นแนวฉาก
กรณีที่ 1 การสะท้อนที่ปลายตรึง (Fix end) ถ้าเรายึดปลายเส้นเชือกด้านหนึ่งไว้กับเสาและสะบัดเชือกให้เกิดลูกคลื่นเคลื่อนที่ไปยังเสา คลื่นสะท้อนที่ได้จะเป็นไปดังรูป
การสะท้อนที่ปลายตรง (fix end) |
กรณีที่ 2 การสะท้อนที่ปลายอิสระ (Free end) ถ้าเราเปลี่ยนกรณีแรกใหม่จากยึดติดปลายเชือกด้านหนึ่งไว้กับเสาเป็นให้เคลื่อนที่ได้อิสระ โดยการผูกเชือกไว้กับวงแหวนที่สามารถเคลื่อนที่ขึ้นลงบนเสาได้อย่างอิสระ การสะท้อนที่เกิดขึ้นจะเป็นไปดังรูป
การสะท้อนที่ปลายอิสระ (Free end) |
คุณสมบัติการสะท้อนของคลื่น
เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปชนสิ่งกีดขวาง หรือเคลื่อนที่ไปถึงปลายสุดของตัวกลางจะทำให้เกิดคลื่นสะท้อนขึ้นมา คลื่นสะท้อนที่เกิดขึ้นมานั้นจะต้องมีคุณสมบัติดังนี้1. ความถี่ของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับความถี่ของคลื่นตกกระทบ
2. ความเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับความเร็วและความยาวคลื่นของคลื่นตกกระทบ
3. ถ้าการสะท้อนไม่สูญเสียพลังงาน จะได้แอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนมีค่าเท่ากับแอมพลิจูดของคลื่นตกกระทบ
การสะท้อนของคลื่น อาจแบ่งตามลักษณะของตัวสะท้อนได้ 2 แบบ
1. ตัวสะท้อนปลายปิด
2. ตัวสะท้อนปลายเปิด
credit : http://www.thaigoodview.com/node/73140